CN206422152U - 氢燃料电池、汽车及无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氢燃料电池、汽车及无人机，氢燃料电池，包括：设于上、下压板之间的至少一个电池单元，其特征在于：该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片、石墨纸、开槽碳纸、上碳纸、膜电极、下碳纸和金属网片；上压板上设有进、排气口，开槽碳纸包括至少一层碳纸，开槽碳纸上分布有多条平行分布的槽，该槽适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。开槽碳纸的槽既用于均布氢气，同时也用于排出氢气侧的水分，以防止水分将氢气侧堵塞。相对于现有技术采用石墨材料制成的导流板，开槽碳纸体积小、重量轻，气体扩散性好、布气均匀。大幅减小了氢燃料电池的体积和重量，降低了生产和使用成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氢燃料电池、汽车及无人机。
背景技术
现有的氢燃料电池体积、重量都较大，主要是导流燃料氢的导流板等材料采用石墨雕刻而成。
因此，如何减小氢燃料电池体积、降低重量，是本领域的技术难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种体积、重量都较小的氢燃料电池，及应用该电池的汽车及无人机。
实现本实用新型目的氢燃料电池，包括：设于上、下压板之间的至少一个电池单元，该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片、石墨纸、开槽碳纸、上碳纸、膜电极、下碳纸和金属网片；上压板上设有进、排气口，开槽碳纸包括至少一层碳纸，开槽碳纸上分布有多条平行分布的槽，该槽适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。
多个所述电池单元对齐叠层串联在所述上、下压板之间。
金属波纹片包括：平面金属片和固定在该平面金属片上的波纹金属片；叠层设置的金属波纹片、石墨纸、开槽碳纸、上碳纸、膜电极、下碳纸和金属网片的两端设有贯通的通孔，于膜电极的供氧侧、且在所述下碳纸和金属网片的端部的通孔中穿设有密封圈；该密封圈的伸出通孔的端部通过压力密封配合在处于下方的另一电池单元中的所述平面金属片上的通孔的顶部边缘，并使各电池单元中、处于同侧的通孔同轴分布，形成走气通道。
上压板的进、排气口的底面分别与相邻金属波纹片中的平面金属片上的一对通孔的顶面通过密封环密封配合，以使各走气通道分别与进、排气口密封连通。
进、排气口分别设于邻近上压板的两侧；平面金属片和波纹金属片上的通孔同轴分布，且平面金属片上的通孔直径小于波纹金属片上的通孔直径，以方便密封环穿过波纹金属片上的通孔密封配合在平面金属片上的通孔边缘。
上、下压板的四周边缘通过螺栓彼此固定。
上述氢燃料电池的工作方法，包括如下步骤：
A、安装氢燃料电池时，将所述金属波纹片基本处于竖直分布，并使氢燃料电池上、下方都有空间，且这些空间与外部空气连通；
B、将负载的两电极分别连接上、下压板；
C、进气口连通氢气气源，上、下压板之间产生电压并驱动负载；其中，各条形槽中氧气穿过金属网片和下碳纸后与穿过膜电极氢离子结合生成水，并产生电压、驱动负载，并使得氢燃料电池变热，以使空气在各波纹金属片上的各条形槽中向上流动，进而更新空气。
一种无人机，该无人机采用上述氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。
一种汽车，该汽车为采用上述氢燃料电池作为动力源的电动汽车。
一种飞机，采用上述氢燃料电池作为电源，该飞机需人工驾驶，并采用电动引擎，同时该飞机上还设有锂电池，作为动力源。
本实用新型的氢燃料电池的有益效果：（1）金属波纹片上的凹凸用于形成条形槽，排出氧气极的水，并流通空气，以提供氧气以及散热。开槽碳纸的槽既用于均布氢气，同时也用于排出氢气侧的水分，以防止水分将氢气侧堵塞。金属板、开槽碳纸、膜电极是共有一个通孔，膜电极的氧气侧粘有一密封圈，密封圈再跟下一片单电池的金属板靠压力密封。以此串联，形成走气通道。碳纸用于导电、疏水和布气；碳纸气体扩散性好、布气均匀。石墨纸用于增加散热、导电和散热性能；金属网片用于导电、散热、使得氧气布气均匀（2）相对于现有技术采用石墨材料或环氧树脂板制成的气体导流板，本实用新型的开槽碳纸实现燃料气体导流的作用，开槽碳纸体积小、重量轻，气体扩散性好、布气均匀。大幅减小了氢燃料电池的体积和重量，降低了生产和使用成本（以500W氢燃料电池为例，本实用新型相对于传统氢燃料电池，重量轻30-40%，体积小35-50%，成本低35%）。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型的氢燃料电池中的电池单元的断面分解结构示意图；
图2是本实用新型的氢燃料电池的断面结构示意图；
图3是所述电池单元的断面装配结构示意图；
图4是本实用新型的金属波纹片的断面结构示意图；
图5是本实用新型的氢燃料电池在使用时的示意图；
图6是本实用新型的金属波纹片的背面结构图。
图中：金属波纹片1、石墨纸2、开槽碳纸3、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7、下压板8、排气口9、平面金属片11、波纹金属片12、密封圈13、进气口14。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1
如图1所示，氢燃料电池，包括：设于上、下压板（一般为铝质）之间的一个或多个电池单元，该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片1、石墨纸2、开槽碳纸3、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7；上压板上设有进、排气口，开槽碳纸3包括至少一层碳纸，开槽碳纸上分布有多条平行分布的槽，该槽适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。
以下以多个所述电池单元对齐叠层串联在所述上、下压板之间为例。
如图4，所述金属波纹片1包括：平面金属片11和通过点焊固定在该平面金属片11上的波纹金属片12；叠层设置的金属波纹片1、石墨纸2、开槽碳纸3、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7的两端设有贯通的通孔，于膜电极5的供氧侧、且在所述下碳纸6和金属网片7的端部的通孔中穿设有密封圈13；该密封圈13的伸出通孔的端部通过压力密封配合在处于下方的另一电池单元中的所述平面金属片上的通孔的顶部边缘，并使各电池单元中、处于同侧的通孔同轴分布，形成走气通道。
上压板的进、排气口的底面分别与相邻金属波纹片1中的平面金属片11上的一对通孔的顶面通过密封环密封配合，以使各走气通道分别与进、排气口密封连通。
进、排气口分别设于邻近上压板的两侧；平面金属片和波纹金属片上的通孔同轴分布，且平面金属片上的通孔直径小于波纹金属片上的通孔直径，以方便密封环穿过波纹金属片上的通孔密封配合在平面金属片上的通孔边缘。
上、下压板的四周边缘通过螺栓彼此固定。
上述氢燃料电池的工作方法，包括如下步骤：
A、安装氢燃料电池时，将所述金属波纹片1基本处于竖直分布，并使氢燃料电池上、下方都有空间，且这些空间与外部空气连通；
B、将负载的两电极分别连接上、下压板；
C、进气口连通氢气气源，上、下压板之间产生电压并驱动负载；其中，各条形槽中氧气穿过金属网片7和下碳纸6后与穿过膜电极氢离子结合生成水，并产生电压、驱动负载，并使得氢燃料电池变热，以使空气在各波纹金属片上的各条形槽中向上流动，进而更新空气。
实施例2
一种无人机，该无人机采用上述实施例1的氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。
实施例3
一种汽车，该汽车采用上述实施例1的氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。
该汽车还可以是混合动力汽车。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.氢燃料电池，包括：设于上、下压板之间的至少一个电池单元（100），其特征在于：该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片（1）、石墨纸（2）、开槽碳纸（3）、上碳纸（4）、膜电极（5）、下碳纸（6）和金属网片（7）；
上压板（8）上设有进气口（14）、排气口（9），开槽碳纸（3）包括至少一层碳纸，开槽碳纸上分布有多条平行分布的槽，该槽适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池，其特征在于：多个所述电池单元对齐叠层串联在所述上、下压板之间。
3.根据权利要求2所述的氢燃料电池，其特征在于：金属波纹片（1）包括：平面金属片和固定在该平面金属片上的波纹金属片；
叠层设置的金属波纹片（1）、石墨纸（2）、开槽碳纸（3）、上碳纸（4）、膜电极（5）、下碳纸（6）和金属网片（7）的两端设有贯通的通孔，于膜电极（5）的供氧侧、且在所述下碳纸（6）和金属网片（7）的端部的通孔中穿设有密封圈；
该密封圈的伸出通孔的端部通过压力密封配合在处于下方的另一电池单元中的所述平面金属片上的通孔的顶部边缘。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池，其特征在于：各走气通道分别与进、排气口密封连通。
5.根据权利要求3所述的氢燃料电池，其特征在于：
进、排气口分别设于邻近上压板的两侧；
平面金属片和波纹金属片上的通孔同轴分布，且平面金属片上的通孔直径小于波纹金属片上的通孔直径；
上、下压板（8）的四周边缘通过螺栓彼此固定。
6.一种无人机，其特征在于，该无人机采用权利要求1或3所述的氢燃料电池作为动力源。
7.一种汽车，其特征在于，该汽车为采用权利要求1或3所述的氢燃料电池作为动力源的电动汽车。
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